熱軋帶鋼課程設(shè)計說明書

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 太原科技大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書專業(yè)班級 機(jī)自H 設(shè)計人 張 凱 同組人 張時愷 設(shè)計題目： 帶鋼生產(chǎn)工藝設(shè)計 設(shè)計參數(shù)： 鋼種 Q345 坯料： 厚度150，寬度1700 成品： 厚度1.5mm，寬度1550； 年產(chǎn)量：200萬噸 設(shè)計要求： 1 根據(jù)任務(wù)書要求，制定給定產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝； 2 設(shè)計生產(chǎn)車間平面布置圖； 3 制定產(chǎn)品工藝規(guī)程； 4 進(jìn)行工序產(chǎn)能計算； 5 撰寫設(shè)計說明書。 設(shè)計時間： 2013 年 12月 22 日 至 2014 年 1 月 10 日設(shè)計人(簽字) 張 凱 指導(dǎo)教師(簽字) 教研室主任（簽字） 專心-專注-專業(yè)摘

2、要 板帶鋼是鋼鐵產(chǎn)品的主要產(chǎn)品之一，廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)以及交通運(yùn)輸業(yè)。熱軋板帶在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了巨大的推動作用。熱軋板帶生產(chǎn)一直是軋制行業(yè)中高新技術(shù)應(yīng)用最為集中、人們最為關(guān)注的領(lǐng)域。本設(shè)計敘述了我國寬帶鋼的發(fā)展?fàn)顩r，說明了年產(chǎn)200萬t熱連軋板卷的生產(chǎn)方案和生產(chǎn)流程；并依次選取了該方案中所設(shè)計到的坯料和設(shè)備，對主要設(shè)備進(jìn)行了相關(guān)校核，并進(jìn)行了車間的平面布置和設(shè)計。關(guān)鍵詞：熱軋帶鋼；工藝流程；設(shè)備校核計算；車間平面設(shè)計。目 錄 0134466780123455788123第1章 緒 論1.1 我國熱軋寬帶鋼的發(fā)展概述19591978年的20年間我國熱軋寬帶鋼軋機(jī)及生產(chǎn)技術(shù)處于低水

3、平階段，已有的一套半連續(xù)式寬帶鋼軋機(jī)基本上是手動操作，人工設(shè)定的操作方式軋機(jī)的主要生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)相當(dāng)于第一代熱帶軋機(jī)技術(shù)裝備水平1978年武鋼1700熱連軋機(jī)組建設(shè)完成投產(chǎn)，我國熱軋寬帶鋼軋機(jī)的生產(chǎn)工藝技術(shù)、技術(shù)裝備很快提高到了國際先進(jìn)水平，向前邁了一大步，使我國的熱軋寬帶鋼生產(chǎn)的主要工藝技術(shù)指標(biāo)超過了第二代熱帶軋機(jī)，我國鋼鐵工業(yè)開始擁有由計算機(jī)控制的完全自動化操作的現(xiàn)代化熱軋寬帶鋼軋機(jī)，熱軋寬帶鋼的產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品品種也都跨進(jìn)了世界先進(jìn)行列熱軋帶鋼產(chǎn)品主要以鋼卷狀態(tài)供給冷軋機(jī)作為原料，同時也直接向用戶和市場銷售熱軋鋼卷和精整加工產(chǎn)品。即平整鋼卷，分卷鋼卷、縱切窄帶鋼卷，橫切鋼板。最近幾年也有經(jīng)酸

4、洗處理后作為產(chǎn)品進(jìn)入銷售市場。直接供給用戶和市場的熱軋鋼板帶的種類有：（1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼板帶。用于制造建筑結(jié)構(gòu)、起重運(yùn)輸機(jī)械、工程農(nóng)用建筑機(jī)械、鐵路車輛和其他各種構(gòu)件。（2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼板帶。其大量用途同上，并且可以用于制造汽車，拖拉機(jī)、收割機(jī)以及要求沖壓性能和焊接性能優(yōu)良的機(jī)械構(gòu)件、石油儲罐、壓力容器、船舶、橋梁和各種工程的結(jié)構(gòu)件（3）低合金高強(qiáng)度機(jī)構(gòu)鋼板帶。用于制造要求更高、成型性能更好和性能穩(wěn)定的機(jī)械制造、車輛、化工設(shè)備等各種設(shè)備的結(jié)構(gòu)，大型廠房鋼結(jié)構(gòu)，重要工程及橋梁結(jié)構(gòu)等（4）耐大氣腐蝕和高耐候鋼板帶。用于制造鐵路客車、冷藏車、鐵路貨車、礦石車以及各種交通車輛的結(jié)構(gòu)件，也用于船舶及

5、鐵路集裝箱制造，石油井架，各種工程機(jī)械和交通運(yùn)輸機(jī)械的制造（5）耐海水腐蝕的結(jié)構(gòu)鋼板帶、汽車制造用鋼板帶、集裝箱用鋼，焊接氣瓶和壓力容器用鋼，造船用鋼。礦用鋼板帶等。熱軋帶鋼是用熱軋方法生產(chǎn)出來的成卷交貨的鋼，產(chǎn)品尺寸及規(guī)格要求見表1.1。表1.1熱軋帶鋼的尺寸規(guī)格我國熱軋鋼卷的規(guī)格：厚度：1.225.4mm 寬度：6001900mm鋼卷內(nèi)徑：762mm 鋼卷外徑：2150mm鋼卷質(zhì)量：最大43.6t 單位寬度質(zhì)量：最大23kg/mm表1.2熱軋鋼板和帶鋼的厚度允許偏差1.2帶材鋼熱連軋的發(fā)展趨勢和特點(diǎn)材帶鋼熱連軋的發(fā)展趨勢和特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1.2.1 綜合改造 對我國原有的工藝落

6、后、設(shè)備陳舊、自動化程度低、消耗大的帶鋼熱軋機(jī)組，從計算機(jī)管理與控制、裝備自動化水平、工藝參數(shù)水平、能耗最小化等各方面加以綜合改造，使其達(dá)到或者接近現(xiàn)代帶鋼熱連軋的生產(chǎn)水平。1.2.2 控制冷卻 采用高效層流冷卻技術(shù)、以提高軋制速度和控制熱軋帶鋼大組織性能。層流冷卻是控制卷取溫度，提高熱軋帶鋼性能的一種重要技術(shù)，已經(jīng)在熱軋帶鋼的生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。熱軋帶鋼冷卻技術(shù)的發(fā)展分為兩個方面，一方面是工藝技術(shù)的發(fā)展，主要體現(xiàn)在各種冷卻裝置和冷卻工藝的進(jìn)步；另一方面是控制技術(shù)的發(fā)展，主要體現(xiàn)在控制策略、控制系統(tǒng)的進(jìn)步。層流冷卻的控制，必須根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，采用不同的冷卻模式，滿足不同產(chǎn)品的要求。要求系統(tǒng)

7、控制穩(wěn)定、水耗量低，實現(xiàn)帶鋼冷卻溫度高精度控制。層流冷卻系統(tǒng)控制的基本原理主要是根據(jù)原始數(shù)據(jù)輸入，計算帶鋼終軋溫度、目標(biāo)卷取溫度，設(shè)定帶鋼冷卻所需的空冷段長度和水冷段的長度。根據(jù)實測值調(diào)節(jié)冷卻集管的開閉數(shù)量，調(diào)節(jié)水量和控制冷卻溫度精度。其中，通過分析研究，計算層流冷卻水量調(diào)節(jié)與帶鋼溫降是建立帶鋼冷卻系統(tǒng)控制模型的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來熱軋帶鋼層流冷卻系統(tǒng)普遍采用了冷卻路徑控制，可以實現(xiàn)前部快冷、后部快冷、稀疏冷卻、間斷式冷卻等多種控制冷卻模式。為了加強(qiáng)對帶鋼相變過程的控制，可以在輸出輥道的前部或者后部采用超快速冷卻裝置。目前，該項技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于熱軋帶鋼和的軋后快速冷卻，如：Arcelor/Carla

8、m，NKK/福山，TKS等熱連組，對于34mm厚度的鋼板超快速冷卻裝置的冷卻速度可以達(dá)到每秒400以上。比利時科克利爾和日本的NKK通過應(yīng)用超快速冷卻技術(shù)，對熱軋帶鋼軋后冷卻過程進(jìn)行精確控制，分別成功開發(fā)了700MPa級和800MPa級高強(qiáng)度汽車用熱軋帶鋼，用于制造汽車車輪輪轂。熱軋帶鋼層流冷卻系統(tǒng)有的采用邊部遮蔽技術(shù)，以實現(xiàn)帶鋼橫向溫度分布的高均勻控制，這一技術(shù)對于高強(qiáng)鋼的橫向組織均勻性具有重要的意義。此外，一種叫做“雙調(diào)節(jié)段的溫度前饋控制”的新方式近來引起注意。以往國內(nèi)大部分鋼鐵企業(yè)在層流冷卻控制上采取的是溫度前饋加溫度反饋的控制方式。為了提高控制精度，常規(guī)控制系統(tǒng)的設(shè)計中引入反饋控制，以

9、彌補(bǔ)前饋控制的不足。這種反饋補(bǔ)償，就是在帶鋼段到達(dá)卷取區(qū)高溫計處時，根據(jù)實際落到帶鋼上的水量來計算溫度變化，利用測量的卷取溫度和預(yù)報的卷取溫度的差別確認(rèn)和修正參數(shù)。然而，這樣的做法始終解決不了反饋的“時滯性”，因為在施加反饋控制時，此段及其后相當(dāng)長的帶鋼已經(jīng)過了冷卻區(qū)域。為了克服這個問題，新的控制理念引入了雙調(diào)節(jié)段的溫度前饋控制新方式。其關(guān)鍵點(diǎn)是在粗調(diào)段和精調(diào)段之間設(shè)置空冷中間段，設(shè)置多個高溫計。用精軋高溫計的測量值來控制粗調(diào)段的冷卻，使帶鋼在經(jīng)過中間段前就消化掉終軋出口溫度、速度、厚度波動帶來的影響，得到一個較為穩(wěn)定的目標(biāo)中間溫度；同時，用中間段高溫計的測量值來控制精調(diào)段的冷卻。由于是在一個

10、比較穩(wěn)定的溫度基礎(chǔ)上進(jìn)行微量調(diào)整，而且相對于粗調(diào)段，是個較短的工藝流程，因此成功地規(guī)避了反饋控制的“時滯性”，得到了理想的控制結(jié)果。1.2.3精軋機(jī)板形控制 如采用交叉輥和在線磨輥，連續(xù)可變凸度、液壓漲型等一系列技術(shù)，以提高精軋機(jī)組的板型控制精度。采用大型連鑄板坯或者連鑄連軋方式熱軋帶鋼軋機(jī)中 ,精軋機(jī)機(jī)架間帶鋼冷卻控制系統(tǒng)是為精軋機(jī)終軋溫度控制服務(wù)的 ,本系統(tǒng)能夠保證帶鋼頭部及全長的終軋溫度在要求的范圍內(nèi) ,同時又能以較高的軋制速度達(dá)到高速生產(chǎn)。熱軋帶鋼的帶尾到精軋機(jī)入口所需的運(yùn)行時間比帶頭長 ,帶尾溫度比帶頭溫度低 ,這樣的溫度梯度能通過軋制中速度升高和機(jī)架間冷卻來消除掉 ,由加速度產(chǎn)生的

11、變形熱量和機(jī)架間冷卻的溫度控制可以補(bǔ)償帶尾失去的輻射熱量 ,在精軋機(jī)中能夠?qū)崿F(xiàn)較大的加速度和速度 ,提高帶鋼成品質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)能力。 本設(shè)計介紹了熱軋板帶鋼的生產(chǎn)工藝流程，選擇主要設(shè)備參數(shù)（包括初軋機(jī)、精軋機(jī)的軋輥尺寸及最大軋制力);以Q345熱軋帶鋼為典型產(chǎn)品來設(shè)計選擇坯料、制定壓下規(guī)程，制定溫度制度、速度制度；最后對軋機(jī)的咬入角和軋輥的強(qiáng)度進(jìn)行校核。對生產(chǎn)線上的主體設(shè)備進(jìn)行介紹。最終形成車間工藝布置圖。第2章 制定工藝路線 帶鋼熱連軋生產(chǎn)作業(yè)線，按生產(chǎn)過程劃分為加熱，粗軋，精軋及其卷取四個區(qū)域，另外還有精整工段，其中設(shè)有橫切，縱切和熱平整等專業(yè)機(jī)組，根據(jù)需要進(jìn)行熱處理。帶鋼熱連軋生產(chǎn)流

12、程，主要工序： 圖2.1帶鋼熱連軋生產(chǎn)流程2.1原料準(zhǔn)備連軋機(jī)采用初軋坯或者連鑄坯作為原料。原料為連鑄坯，其卷重大，可以提高軋機(jī)的產(chǎn)量和收得率。坯料準(zhǔn)備的內(nèi)容包括表面缺陷的清理，表面氧化鐵皮的清除和坯料的預(yù)先熱處理等。 （1）表面缺陷清理鋼錠、鋼坯或者連鑄坯表面會存在各種缺陷（如結(jié)疤、折疊、裂紋、皮下氣泡等），如不在軋制前加以清理去除，垂在軋制過程延伸、擴(kuò)大、輕者造成鋼材應(yīng)力集中和腐蝕的起點(diǎn)，事故材料強(qiáng)度和耐腐蝕能力降低，嚴(yán)重的影響金屬在軋制時塑性和成型，造成廢品。所以坯料表面缺陷清理是提高鋼材合格率，保證鋼材質(zhì)量的重要措施，也是軋鋼生產(chǎn)分成二個階段的重要原因。清理表面缺陷的方法很多，常用的有

13、：火焰清理、風(fēng)鏟清理、砂輪清理和機(jī)床清理等四種。不同的清理方法具有不用的經(jīng)濟(jì)效果，組織工藝過程時應(yīng)根據(jù)車間具體情況考慮上述影響因素正確選用。一般碳素鋼常用風(fēng)鏟清理和火焰清理的方法，對于合金鋼，由于表面容易淬硬、開裂、常選用砂輪清理和機(jī)床清理。（2） 表面氧化鐵皮清除氧化鐵皮清除的目的在于暴露表面缺陷便于檢查、光潔表面和減少下道工具的磨損。清除表面氧化鐵皮的方法有機(jī)械法和化學(xué)法兩類。如線材生產(chǎn)的彎折、鋼板生產(chǎn)中噴砂均屬于機(jī)械清除法。這種清除方法金屬材料損耗少，勞動條件好，氧化鐵皮也可回收，但表面清理不夠徹底。對金屬進(jìn)行酸洗或堿洗屬于化學(xué)法清除。其中酸洗式最常用的去除氧化鐵皮的化學(xué)方法。這種方法是

14、鋼坯侵入酸液種靠酸的溶解和剝離作用清除氧化鐵皮的。因此，酸洗效果與酸液濃度、酸液溫度及酸洗時間有關(guān)，一般情況下，酸液濃度增大，酸液溫度提高，則酸洗的速度加快，酸洗時間縮短。鋼坯一般選用硫酸。因為硫酸成本低，濃度高（可達(dá)到75%以上），便于運(yùn)輸、儲存和回收。用化學(xué)方法清除表面氧化鐵皮保證了清理質(zhì)量，但金屬和其他材料消耗增加，勞動條件和工作環(huán)境也隨之惡化，故一般只適用于合金鋼生產(chǎn)國成品質(zhì)量要求很高的情況。（3）坯料預(yù)先熱處理坯料預(yù)先熱處理的作用主要是：1）降低表面硬度，以便進(jìn)行表面清洗；2）消除內(nèi)應(yīng)力，防止開裂；3）使成分均勻化并能去除鋼中所含氫氣防止白點(diǎn)產(chǎn)生； 破壞某些高合金鋼粗大的樹枝狀結(jié)晶組

15、織，加強(qiáng)其加工性能。不同的目的可以采用不同的熱處理工藝。坯料的預(yù)選熱處理主要用于軋制高級合金鋼生產(chǎn)，軋制普通碳鋼是沒有這種處理必要的。2.2板坯加熱及設(shè)備組成板坯加熱設(shè)備一般是由3到5座連續(xù)式或步進(jìn)式加熱爐組成。加熱溫度為1250到1280°。為了適應(yīng)熱連軋機(jī)產(chǎn)量增大的需要，現(xiàn)代連續(xù)式加熱爐，無論是熱滑軌式或步進(jìn)式，一方面都采用多段(68段以上)供熱方式，以便延長爐子高溫區(qū)，實現(xiàn)強(qiáng)化操作快速燒鋼，提高爐底單位面積產(chǎn)量另一方面盡可能加大爐寬和爐長，擴(kuò)大爐子容量。為了增加爐長，最好采用步進(jìn)式爐，它是現(xiàn)代熱連軋機(jī)加熱爐的主流。采用三座步進(jìn)式加熱爐，其優(yōu)點(diǎn)：（1）可以加熱各種形狀相比的料坯，

16、特別適合推送式爐不便加熱的大板坯和異型坯。（2）生產(chǎn)能力大，與推送式爐相比，加熱等量的料坯，爐子長度可以縮短10%15%。（3）爐子長度不受推送比的限制，不會產(chǎn)生拱料、粘連現(xiàn)象。（4）爐子的靈活性大，在爐長不變的情況下，通過改變料坯之間的距離，就可以改變爐內(nèi)料塊的數(shù)目，適應(yīng)產(chǎn)量變化的需要。而且步進(jìn)周期也是可調(diào)的，如果加大每一周期前進(jìn)的步距，就意味著料坯在爐內(nèi)的時間縮短，從而可以適應(yīng)不同金屬加熱要求。（5）單面加熱的步進(jìn)式爐沒有水管黑印，不需要均熱床。兩面加熱的情況比較復(fù)雜，對黑印的影響要看水管絕熱良好與否而定。（6）由于坯料不在爐底滑道上滑動，料坯的下面不會有劃痕。推送式爐由于推力震動，使滑道

17、及絕熱材料經(jīng)常損壞，而步進(jìn)式爐不需要這些維修費(fèi)用。（7）軋機(jī)故障或停軋時，能踏步或?qū)⑽锪贤顺鰻t膛，以免料坯長期停留爐內(nèi)造成氧化和脫碳。（8）可以準(zhǔn)確計算和控制加熱時間，便于實現(xiàn)過程自動化。步進(jìn)式存在缺點(diǎn)是，和同樣生產(chǎn)能力的推送式爐相比，造價高15%20%；其次步進(jìn)式爐（兩面加熱的）爐底支撐水管較多，水耗量和熱耗量超過同樣生產(chǎn)能力的推送式爐。經(jīng)數(shù)據(jù)表明，在同樣小時產(chǎn)量下，步進(jìn)式爐的熱耗量比推送式爐高160kJ。由于步進(jìn)式加熱爐特有的這些特點(diǎn)可以滿足日益大型化軋機(jī)生產(chǎn)的需要，所以本文選擇步進(jìn)式加爐。2.3粗軋機(jī)組粗軋機(jī)組任務(wù)：是將板坯軋成符合精軋機(jī)組所要求的帶坯。其質(zhì)量要求是：（1）表面清潔，徹底

18、清除一次氧化鐵皮。（2）側(cè)邊整齊，寬度符合要求尺寸。（3）帶坯厚度達(dá)到精軋機(jī)組的要求，為此粗軋機(jī)組，應(yīng)盡量用大壓下量，一般要完成總變形量的7080%。（本設(shè)計粗軋機(jī)組將150的壞料軋到15供精軋使用）。 本文選擇當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)最廣泛的連續(xù)式粗軋機(jī)組。其主要布置形式有： 半連續(xù)式：粗軋機(jī)組由2架可逆式軋機(jī)組成 全連續(xù)式：粗軋機(jī)組由6架軋機(jī)組成，每架軋制一道，全部為不可逆式，后兩架可（也可不）實現(xiàn)連軋,典型的全連續(xù)式粗軋機(jī)的布置見圖2.2。 3/4連續(xù)式：粗軋機(jī)組由一架可逆式軋機(jī)和三架不可逆式軋機(jī)所組成,最后兩個機(jī)架用近距離布置使軋件形成連軋。典型的3/4連續(xù)式粗軋機(jī)的布置。為了充分利用粗軋機(jī)提高軋

19、機(jī)利用率，也為了減少設(shè)備和廠房面積節(jié)約投資，而廣泛發(fā)展起來的一種新形式。3/4連軋在粗軋機(jī)組內(nèi)設(shè)置1-2架可逆式軋機(jī)，粗軋機(jī)組有六架減少到四架，可逆式軋機(jī)可放在第二架或者第一架，放在第二架的形式其優(yōu)點(diǎn)是鐵皮大部分除去，使輥面和板面質(zhì)量好，但換輥次數(shù)比第一架二輥可逆式多二倍。目前傾向放在第二架并采用四輥可逆式。粗軋機(jī)組采用四分之三連續(xù)式布置形式如圖：圖2.2 典型的3/4連續(xù)式粗軋機(jī)的布置 a-可逆軋機(jī)在第二架；b-可逆軋機(jī)在第一架 特點(diǎn)：機(jī)架數(shù)目較全連續(xù)式少，投資??；可改變粗軋的軋制道次，以實現(xiàn)與精軋機(jī)組生產(chǎn)能力的平衡；生產(chǎn)靈活性大,能適應(yīng)多品種和不同規(guī)格產(chǎn)品的生產(chǎn)；粗軋機(jī)組軋出帶坯的頭尾溫差

20、較全連續(xù)式和半連續(xù)式小，；可顯著縮短軋制作業(yè)線的長度同時也減少了軋件的溫降；但軋輥壽命比全連續(xù)式軋機(jī)粗軋機(jī)組的短；操作和維護(hù)較復(fù)雜和困難些。 設(shè)備組成： 大立輥，二輥粗軋機(jī)，帶小立輥的四輥軋機(jī)，輔助設(shè)備有工作輥道、側(cè)導(dǎo)板、測溫儀、測寬儀等。2.4 中間保溫設(shè)備 中間保溫設(shè)備的主要作用是減少軋件在輸送輥道上的溫降以節(jié)約能源。 保溫設(shè)備主要種類有種類： （1）絕熱保溫罩：安裝在輥道的上方，利用逆輻射原理。 以耐火材料做成絕熱氈，受熱的一面覆以金屬屏膜，受熱時金屬膜迅速升至高溫，然后做為發(fā)熱體將熱量逆輻射返 回給鋼坯。結(jié)構(gòu)簡單、成本低，可停留8min待軋。 （2）補(bǔ)償加熱爐（器）：主要進(jìn)行邊角補(bǔ)熱。

21、 （3）熱卷箱：安裝在粗軋機(jī)與精軋機(jī)之間。 本文選擇絕熱保溫罩用于軋件出加熱爐及進(jìn)軋機(jī)之間輸送距離的保溫作用。2.5精軋機(jī)組 本文的精軋機(jī)組選用六機(jī)架的連軋機(jī)組，其布置形式如圖：圖2.3 精軋機(jī)組2.5.1任務(wù) 控制成品的厚度精度、板形、表面質(zhì)量和性能。2.5.2主要設(shè)備組成包括切頭飛剪前輥道、切頭飛剪側(cè)導(dǎo)板、切頭飛剪測速裝置、邊部加熱器、切頭飛剪及切頭收集裝置、精軋除鱗箱、精軋機(jī)前立輥軋機(jī)、精軋機(jī)、活套裝置等精軋機(jī)進(jìn)出口導(dǎo)板、精軋機(jī)除塵裝置、精軋機(jī)換輥裝置、測溫儀（入出口）、測寬儀、測厚儀、厚度自動控制系統(tǒng)、板形控制系統(tǒng)等。2.5.3 精軋機(jī)的速度圖 (A)段：從F1至F6直至其頭部到計時器

22、設(shè)定點(diǎn)P點(diǎn)（050米）為止，保持恒定的穿帶速度； （B）段：從P點(diǎn)至進(jìn)入卷取機(jī)為止,進(jìn)行較低加速； （C）段：前端進(jìn)入卷取機(jī)卷上后（23圈）進(jìn)行較高的加速。 （D）段：達(dá)到最高速度后，至帶鋼尾部離開減速開始機(jī)架Fi為止，維持最高速度； （E）段：帶鋼尾端尚未出精軋機(jī)組之前（在第三架軋機(jī)上尾部拋鋼時），提前減速到規(guī)定的速度進(jìn)行拋鋼，以防止帶鋼到達(dá)卷取機(jī)之前要使帶鋼停住時，若減速過急，則會在輸出輥道上使帶鋼堆疊，同時防止帶鋼在輥道上產(chǎn)生漂?。ㄏ乳_上面的冷卻水管）； （F）段：帶鋼離開F6以后，立即將軋機(jī)轉(zhuǎn)速回復(fù)到后續(xù)帶鋼的穿帶速度。精軋機(jī)采取低速穿帶，然后與卷取機(jī)同步升速進(jìn)行高速軋制的辦法以精確控

23、制終軋溫度。圖2.3 精軋速度圖2.5.4精軋機(jī)組采用六機(jī)架連軋工藝，其優(yōu)點(diǎn)： (1)無穿帶問題，按一定速度及恒定張力進(jìn)行軋制，不受傳統(tǒng)軋法的速度限制，不僅可使生產(chǎn)率提高15%，而且提高厚度精度及改善板形，使成材率也提高0.5%1.0%。 (2)無穿帶、甩尾、瓢浮等問題，帶鋼運(yùn)行穩(wěn)定，可生產(chǎn)0.81.0 mm薄帶材 (3)有利于潤滑軋制、大壓下量軋制及進(jìn)行強(qiáng)力冷卻，為生產(chǎn)表面與性能質(zhì)量好的板帶創(chuàng)造了條件。2.6軋后冷卻及卷取 從最后一架精軋機(jī)到卷取機(jī)只有120190m的距離，由于軋速很高，要在515s之內(nèi)急速冷到卷取溫度曾經(jīng)是一個限制著軋速提高的困難問題。并且對熱軋帶鋼組織和性能的要

24、求也必須在較低的卷取溫度和很高的冷卻速度才能滿足。 精軋機(jī)以高速軋出的帶鋼經(jīng)過輸出輥道，要在數(shù)秒鐘之內(nèi)急冷到600左右，然后卷成板卷，再將板卷送去精整加工。近年出現(xiàn)了高冷卻效率的層流冷卻方法，它采用循環(huán)使用的，流量達(dá)200m3/min低壓大水量的高效率冷卻系統(tǒng)。 圖2.4 卷取機(jī) 從最后一架精軋機(jī)到卷取機(jī)只有120190m的距離，由于軋速很高，要在515s之內(nèi)急速冷到卷取溫度曾經(jīng)是一個限制著軋速提高的困難問題。并且對熱軋帶鋼組織和性能的要求也必須在較低的卷取溫度和很高的冷卻速度才能滿足。 精軋機(jī)以高速軋出的帶鋼經(jīng)過輸出輥道，要在數(shù)秒鐘之內(nèi)急冷到600左右，然后卷成板卷，再將板卷送去精整加工。近

25、年出現(xiàn)了高冷卻效率的層流冷卻方法，它采用循環(huán)使用的，流量達(dá)200m3/min低壓大水量的高效率冷卻系統(tǒng)。經(jīng)過冷卻后的帶鋼即送往23臺地下卷取機(jī)卷成板卷。卷取機(jī)的數(shù)量一般是三臺，交替進(jìn)行工作。由于焊管的發(fā)展，要求生產(chǎn)1620mm甚至2225mm的熱軋板卷，因此目前卷取機(jī)卷取的帶鋼厚度已達(dá)20mm帶鋼厚度不同，冷卻所需要的輸出輥道長度亦不同。目前有的軋機(jī)除了考慮在距末架精軋機(jī)190m處裝置三臺厚板卷取機(jī)以外，還在60m近處再裝設(shè)23臺近距離卷取機(jī)，用以卷取厚度2.53mm以下的薄帶鋼也有不少軋機(jī)只在距精軋末架約120m處裝設(shè)三臺標(biāo)準(zhǔn)卷取機(jī)。卷取機(jī)形式按抱緊輥數(shù)量來分，有二輥式、三輥式或四輥式等多種

26、。三輥式卷取機(jī)對厚帶和薄帶都很合適，而其結(jié)構(gòu)與維修又比四輥式簡易，故為人們所樂用。帶鋼出精軋末架以后和在被卷取機(jī)咬入以前，為了在輸出輥道上運(yùn)行時能夠“拉直”，輥道速度應(yīng)比軋制速度高，即超前于軋機(jī)的速度，超前率約為10%20%。當(dāng)卷取機(jī)咬入帶鋼以后，輥道速度應(yīng)與帶鋼速度(亦即與軋制和卷取速度)同步進(jìn)行加速，以防產(chǎn)生滑動擦傷。加速段開始用較高加速度以提高產(chǎn)量，然后用適當(dāng)?shù)募铀俣葋硎箮т摐囟染鶆?。?dāng)帶鋼尾部離開軋機(jī)以后，輥道速度應(yīng)比卷取速度低，亦即滯后于帶鋼速度，其滯后率為20%40%，與帶鋼厚度成反比例。這樣可以使帶鋼尾部“拉直”。卷取咬入速度一般為812m/s，咬入后即與軋機(jī)等同步加速?？紤]到下

27、一塊帶鋼將緊接著軋出，故輸出輥道各段在帶鋼一離開后即自動恢復(fù)到穿帶的速度以迎接下一塊帶鋼。卷取后的板卷經(jīng)卸卷小車、翻卷機(jī)和運(yùn)輸鏈運(yùn)往倉庫，作為冷軋原料，或作為熱軋成品，繼續(xù)進(jìn)行精整加工。精整加工線有縱切機(jī)組、橫切機(jī)組、平整機(jī)組、熱處理爐等設(shè)備。2.7剪切剪切機(jī)是用于剪切金屬材料的一種機(jī)械設(shè)備。在軋制生產(chǎn)過程中，大斷面鋼錠和鋼坯經(jīng)過軋制后，其斷面變小，長度增加。為了滿足后續(xù)工序和產(chǎn)品尺寸規(guī)格的要求，各種鋼材生產(chǎn)工藝過程中都必須有剪切工序。剪切機(jī)的用途就是用來剪切定尺，切頭，切尾，切邊，切試樣及切除軋件的局部缺陷等。剪切機(jī)的種類很多。通常，剪切機(jī)按剪刃形狀與配置特點(diǎn)等可分為平行刃剪切機(jī)，斜刃剪切機(jī)

28、和圓盤式剪切機(jī)。飛剪，主要用來剪切定尺、切頭、切尾、切取式樣及處理事故等。本文選取飛剪主要是在精軋機(jī)組前，切板坯的頭和尾的。圓盤式剪切機(jī)，這種剪切機(jī)的上、下剪刃都是圓盤狀的，剪切時剪刃以相等軋件的運(yùn)動速度做圓周運(yùn)動，形成一對無端點(diǎn)的剪刃。選用圓盤剪設(shè)置在板帶材的剪切線上，用來縱向剪切運(yùn)動的板材。選用平行刃剪：平行刃剪的特點(diǎn)是剪切過程中剪刃同時與被剪金屬相接觸，剪切過程在很短的時間內(nèi)一次完成。剪切效率高，剪切承受較大載荷。其可以用來對板材進(jìn)行切定尺等。 第3章 粗，精軋機(jī)組工藝設(shè)計 在熱連軋薄板生產(chǎn)線上，粗軋機(jī)組是為其后面的精軋機(jī)組生產(chǎn)合適的坯料供其進(jìn)行連軋的，這里主要介紹一下粗軋機(jī)組的工藝設(shè)計

29、過程。板鋼軋制壓下規(guī)程是軋制制度的最基本的核心內(nèi)容，關(guān)系到軋制的產(chǎn)量和產(chǎn)品的質(zhì)量。壓下規(guī)程主要是確定軋制板鋼的變形制度，即確定所須采用的軋制方法，軋制道次及每道次壓下量或壓下率。從廣泛意義講壓下規(guī)程還要涉及到每道次的軋制速度、軋制溫度制度的確定和原料尺寸的合理選擇。因此在設(shè)計規(guī)程分配壓下量時，必須按一定的原則，并同時綜合考慮和解決：原料重量和尺寸的選擇；開軋溫度、每道溫度降；咬入、拋出速度及軋制延續(xù)時間；各道軋件尺寸；與壓下量相應(yīng)的軋制壓力、扭轉(zhuǎn)力矩；主電機(jī)能力的核算等問題。制定壓下規(guī)程：本設(shè)計為生產(chǎn)HBL=1.mm板帶的工藝設(shè)計，粗軋機(jī)組將HBL=mm的原料軋制到HBL=mm的板抷供其精軋機(jī)

30、組使用，本文主要對粗軋機(jī)組的工藝過程進(jìn)行計算。軋制條件設(shè)定為：軋件進(jìn)1的溫度為1160（測試點(diǎn)的溫度為1200，由于加熱爐到軋機(jī)溫降40），軋輥尺寸按名義直徑=990mm。3.1 確定各架壓下率在具體分配壓下量的時候一般考慮的原則是：（1）第一架考慮到帶坯厚度的可能波動和可能產(chǎn)生咬入困難，壓下量略小。（2）第二、三、四架給予盡可能大壓下量，以充分利用設(shè)備能力，（3）以后各架逐漸減小壓下量，到最后一架一般在1015%左右，以保證板形、厚度精度和性能質(zhì)量。（確定軋制道次為6）根據(jù)設(shè)備負(fù)荷允許和軋制工藝特點(diǎn)，軋制150×1700×1000mm帶鋼的各架壓下量可用經(jīng)驗法直接分配給各

31、架，分配如下表：（見表31）。3.2校核咬入能力 熱軋鋼板時最大咬入角一般為15°22°，低速咬入時取20°，則最大壓下量=990（1cos20°）=59.7mm，故咬入不是問題。表3.1 軋制道次的分配表項目 / 架次壞料立輥第一道第二道第三道第四道第五道第六道入口厚度（mm）15015012090604025相對壓下率()0202533.333.337.540出口厚度（mm）150120 9060402515軋件寬度（mm）17001550155015501550155015501550絕對壓下量（h）0303030201510 3.2校核咬入能力

32、熱軋鋼板時最大咬入角一般為15°22°，低速咬入時取20°，則最大壓下量=990（1cos20°）=59.7mm，故咬入不是問題。3.3確定軋制速度 由于軋件較長，為操作方便，可采用梯形速度制度。根據(jù)經(jīng)驗資料取平均加速度a=40rpm/s，平均減速度b=60rpm/s。咬入、拋出速度采取=20rpm，對2、3、4道取=40rpm，=20rpm，=60rpm，=40rpm。 每道軋制延續(xù)時間=+，其中為間隙時間，為純軋時間。 設(shè)、為時間內(nèi)的軋制速度、軋過的軋件長度，而=。為時間內(nèi)的平均速度，為該時間內(nèi)軋過的軋件的長度，則 =（）m/s =，= 計算是D取平

33、均值，為該道軋后軋件長度。各道純軋時間為：=1.78=1.8s =2.5s = =3.853.9s      =6.1s    =3.4s  4.824.9s   間隙時間根據(jù)經(jīng)驗資料確定，在四輥軋機(jī)上往返軋制中，不用推床定心時（<3.5m），取=2.5s。若需定心，則當(dāng)8m時，取=6s，當(dāng)>8m時，取=4s。于是間隙時間都取=3s。3.4確定軋制溫度由于軋件頭部和尾部溫降不同，為設(shè)備安全著想，確定各道溫降以尾部為準(zhǔn)，按公式計算如下，第一道 .9（)4 =.9（)4 =11603.1

34、28 =1156.87 第二道 .9（)4 =.9（)4 =1160-5.3839 =1154.62 第三道 .9（)4 =.9（)4 =.4=1149.6 第四道 .9 ()4 =.9()4 =.18=1137.8 第五道 .9（)4 =.918 =1119.08 第六道 .9()4 =.1 =1078.88 3.5計算平均變形速度計算各道的平均變形速度= 式中V軋制速度；H、h軋件入口、出口厚度。第一道軋制速度 =1036.7mm/s 1.5/s 第二道軋制速度 =2073.4mm/s     4.3/s 第三道軋制速度 =2073.4mm/s 5.8/s 第四道軋制速

35、度 =2073.4mm/s 7.3/s 第五道軋制速度 =3110.2mm/s 14.7/s 第六道軋制速度 =3110.2mm/s 15.4/s 3.6求各道平均單位壓力根據(jù)中厚板軋制的情況取應(yīng)力狀態(tài)影響系數(shù)=0.785+0.25，其中為變形區(qū)軋件平均高度，為變形區(qū)長度。由各道相應(yīng)的變形速度和軋制速度，可查出變形抗力，再根據(jù)平均單位壓力公式計算出，當(dāng)單位壓力大于200MPa時應(yīng)考慮軋輥彈性壓扁的影響，由于軋制中厚板時的平均單位壓力一般在于200Mpa以下，故可忽略，取=54MPa。= 第一道平均單位壓力 =1.15=1.1554（0.785+0.25） =59.4MPa 第二道平均單位壓力

36、=1.15=1.1554（0.785+0.25） =64.6MPa 第三道平均單位壓力 =1.15=1.1554（0.785+0.25） =70.0MPa 第四道平均單位壓力 =1.15 =1.1554（0.785+0.25） =75.5MPa 第五道平均單位壓力 =1.15=1.1554（0.785+0.25） =84.9MPa 第六道平均單位壓力 =1.15=1.1554（0.785+0.25） =86.7MPa 3.7軋制力的計算 軋制力可按=公式計算第一道軋制力 = =59.3 =9755.3KN 第二道軋制力 = =64.5 =12044.7KN 第三道軋制力 =70.2 =1187

37、3.4KN 第四道軋制力 =75.9 =10456.0KN 第五道軋制力 =84.3 =9927.4KN 第六道軋制力 =86.0 =6771.3KN 3.8軋制力矩的計算軋制力矩根據(jù)公式=2。根據(jù)經(jīng)驗粗軋時取=0.5。第一道軋制力矩 =2   =29755.30.5   = 1456.0KNm （3.42）第二道軋制力矩 =2   =.70.5    =1735.9KNm （3.43）第三道軋制力矩 =2  =.40.5  =1830.2KNm （3.44）第四道軋制力矩 =.00.5 =1316.0KNm （3

38、.45）第五道軋制力矩 =29927.40.5 =1054.6KNm （3.46）第六道軋制力矩 =26771.30.5 =481.2KNm （3.47）3.9年產(chǎn)量計算軋鋼機(jī)單位時間內(nèi)的產(chǎn)量稱為軋鋼機(jī)的生產(chǎn)率。分別以小時、班、日、月和年為時間單位進(jìn)行計算。其中小時產(chǎn)量為常用的生產(chǎn)率指標(biāo)。軋鋼機(jī)技術(shù)上可能達(dá)到的小時產(chǎn)量可用下式計算：(6-4)式中 A軋機(jī)小時產(chǎn)量，噸小時； Q原料重量，噸； T節(jié)奏時間，秒；根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)計算得T=100s。 實際上在生產(chǎn)過程中，由于種種原因(如軋機(jī)操作失誤、軋件在孔型中打滑等)，軋機(jī)的小時產(chǎn)量達(dá)不到上述的數(shù)值。軋機(jī)實際能達(dá)到的小時產(chǎn)量用下式表示：(6-5)式中b

39、成品率（）本設(shè)計取b=90；K1軋鋼機(jī)利用系數(shù)，其值大小很難在理論上計算，實際生產(chǎn)經(jīng)驗推薦不同的軋機(jī)系數(shù)如下：開坯機(jī)：K10.850.9成品軋機(jī)： K10.80.85本設(shè)計中取K10.85 t按每天工作時間23小時，每年除去國家法定節(jié)假日，維修保養(yǎng)每年工作320天。則年產(chǎn)量：3.10所有計算數(shù)據(jù)列表表3.2板坯mm粗軋機(jī)組壓下規(guī)程機(jī)架號第一道第二道第三道第四道第五道第六道軋前厚度（mm）15012090604025軋后厚度（mm）1209060402515壓下量 h（mm）303030201510相對壓下量18.7529.743535.964029.83軋件寬度（mm）155015501550

40、155015501550工作輥直徑（mm）990990990990990990軋制速度(m/s)1.0372.0742.0742.0373.1113.111軋制溫度11601156.871164.61149.61137.81119.08變形速度1.54.35.87.314.715.4變形阻力545454545454平均單位壓力59.464.670.075.584.986.7軋制壓力9755.312044.711873.410456.09927.46771.3軋制力矩M(kNm)14561735.91830.21316.01054.6481.2第4章 輔助設(shè)備4.1加熱爐設(shè)備用戶對帶鋼的厚度精度

41、和表面質(zhì)量要求日趨嚴(yán)格，因此生產(chǎn)中隊板坯加熱溫度的均勻性和熱板坯表面的質(zhì)量要求也越來越高，不同生產(chǎn)工藝相應(yīng)采用了不同加熱設(shè)備。傳統(tǒng)熱連軋生產(chǎn)線采用步進(jìn)梁式加熱爐。對于傳統(tǒng)工藝，由于提高板坯熱裝率和熱裝溫度式最有效的節(jié)能措施，因而配置上下兩面多段供熱的步進(jìn)梁式加熱爐式最佳選擇。日本NKK福山廠北部熱軋帶鋼廠2號連鑄板坯加熱爐采用高性能交流換熱燃燒器，新的高性能步進(jìn)梁式加熱爐具有如下一些特點(diǎn)：（1） 交流換熱燃燒器采用一個放在壓縮裝置內(nèi)的陶瓷蜂窩狀交流換熱器，具有高溫空氣燃燒的特性，具有空氣高溫預(yù)熱的作用；（2） 步進(jìn)送料，因不發(fā)生拱鋼現(xiàn)象，加熱爐長度不受推鋼比的限制。（3） 鋼料在爐內(nèi)間隔排放，

42、可以實現(xiàn)多面加熱，使鋼料加熱溫度均勻，無推鋼時爐那樣的黑印，為保證軋件尺寸和組織性能提供了條件。（4） 可以利用步進(jìn)機(jī)構(gòu)使鋼料之間的距離得以調(diào)整，適應(yīng)加熱爐產(chǎn)量化，并使加熱時間不變，以減少鋼料的氧化和脫碳。（5） 可以將爐內(nèi)的鋼料全部出空，有利于事故處理。也便于加熱不同的鋼種。（6） 因靠步進(jìn)機(jī)構(gòu)將鋼料送入爐內(nèi)，因此加熱鋼料形狀一般不受限制，即可加熱方形，長方形，也可加熱圓形料和異形料，適應(yīng)性好。由于上述特點(diǎn)，步進(jìn)式加熱爐得到發(fā)展，特別在中小型合金鋼廠得到更為廣泛的使用。但這種爐子步進(jìn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)備重量大，需要消耗一部分耐熱金屬材料，因此造價高。加熱爐生產(chǎn)能力計算： （4.1）式中A爐加熱

43、爐的小時產(chǎn)量； Ap軋機(jī)的小時產(chǎn)量。(1.11.2)× 18211987t/h預(yù)選三座加熱爐，取其加熱能力為900t/h。 爐子尺寸確定（1） 爐寬：爐內(nèi)為單排裝料時： B=L2C （4.2）式中：B爐子的有效寬度； L坯料的最大長度； C坯料與爐膛內(nèi)壁間隙，C=0.20.3m，取C=0.25m；則單排裝料時B=62×0.25=6.5m?？紤]坯料長度有波動，取B=7m。（2） 爐高: H=（A0.05B）t ×10-3 （4.3）式中H爐子的有效高度，m； B爐寬，m； t爐氣溫度，本設(shè)計取1250； A系數(shù)，t 氣在9001500之間時，A=0.50.6，本設(shè)計

44、取A=0.55；H =（0.550.05×7）×1200×=1.08m（3） 爐子的有效長度 （4.4）式中L爐子的有效長度，m； G爐子的產(chǎn)量，t/h； 坯料的加熱時間，h； b坯料的寬度，m； g每根坯料的重量，t。加熱時間:=2.96h  （4.5）加熱爐有效長度：m （4.6）取爐長150m（4） 爐子的全長：L=L 1 =151m （4.7）（5） 爐底有效面積： S =L B （4.8）S =151×71057 4.2 切頭飛剪 本設(shè)備位于精軋除鱗箱前，用來剪去帶坯頭尾在粗軋時形成的“舌頭”和“魚尾”，以防止由此造成的軋卡事故，并且在精軋發(fā)生事故時用作事故剪。 最大剪切力 （4.9） 最大剪切力，t； 考慮剪切鈍化和剪刃間隙影響系數(shù)，=1.21.3，取=1.25； 換算系數(shù)，=0.70.8，取=0.8； 被剪切金屬剪斷時的相對剪切深度，mm；=0.85； 被剪切金屬在相應(yīng)溫度下的變形抗力，取=12kg/mm。 則 =269.28t （4.10） 切頭飛剪生產(chǎn)能力   （4.11） 剪切機(jī)生產(chǎn)能力，t/h； 坯料最大重量，t； 剪切時間，s；T1=20 剪切間隙時間